JPH06200743A - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas purification device for internal combustion engine

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JPH06200743A
JPH06200743A JP5000833A JP83393A JPH06200743A JP H06200743 A JPH06200743 A JP H06200743A JP 5000833 A JP5000833 A JP 5000833A JP 83393 A JP83393 A JP 83393A JP H06200743 A JPH06200743 A JP H06200743A
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JP
Japan
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exhaust gas
passage
adsorbent
desorption
air
Prior art date
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Pending
Application number
JP5000833A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hisashi Aoyama
尚志 青山
Tadaki Ota
忠樹 太田
Mikio Matsumoto
幹雄 松本
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Publication of JPH06200743A publication Critical patent/JPH06200743A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/18Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an adsorber or absorber
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/12Hydrocarbons

Landscapes

  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 HCの吸着材からの脱離処理に際し、NOx
排出量の増加無しに処理を可能にする。 【構成】 機関の冷間時に排気を吸着材7に導いて、排
気中のHCを吸着させる。暖機完了後の一時期に排気を
再び吸着材7に導いて、HCを脱離させ、この脱離した
HCを下流のメイン触媒4により浄化する。この脱離処
理時に、メイン触媒4上流にエアポンプ9により2次空
気を導入すると共に、機関1への燃料噴射弁15からの燃
料噴射量を増量させて、機関吸入混合気の空燃比をリッ
チ化し、メイン触媒4入口の空燃比を理論空燃比に近づ
ける。
(57) [Summary] [Purpose] When desorbing HC from adsorbents, NOx
Allows processing without increasing emissions. [Structure] When the engine is cold, the exhaust gas is guided to an adsorbent 7 to adsorb HC in the exhaust gas. At a time after the completion of warming up, the exhaust gas is guided to the adsorbent 7 again to desorb HC, and the desorbed HC is purified by the main catalyst 4 on the downstream side. During this desorption process, secondary air is introduced upstream of the main catalyst 4 by the air pump 9 and the fuel injection amount from the fuel injection valve 15 to the engine 1 is increased to enrich the air-fuel ratio of the engine intake air-fuel mixture. , The air-fuel ratio at the inlet of the main catalyst 4 is brought close to the stoichiometric air-fuel ratio.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気浄化装
置に関し、特に機関の冷間時に排気中の炭化水素(以下
「HC」という)を吸着材に吸着させ暖機完了後に脱離
させて処理するようにした排気浄化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to adsorbing hydrocarbons (hereinafter referred to as "HC") in exhaust gas to an adsorbent when the engine is cold and desorbing the hydrocarbon after completion of warming up. The present invention relates to an exhaust gas purification device that is processed by a method.

【0002】[0002]

【従来の技術】内燃機関の始動直後においては、機関か
らの排気中にHCが比較的多量に含まれ、また排気浄化
用の触媒の温度が活性温度に達しないためにHCが浄化
されにくい。このため、例えば特開昭55−10171
5号公報などに示されるように、排気浄化用の触媒の上
流にて、排気通路の主通路に対し並列に副通路を設け
て、この副通路にHCの吸着材を介装する一方、主通路
及び副通路への排気の流れを制御する弁装置を設け、こ
の弁装置を制御することにより、機関の冷間時に排気の
全てを吸着材に流通させて、排気中のHCを吸着材に吸
着させている。そして、暖機完了後の一時期に、吸着材
からHCを脱離させ、この脱離したHCを下流側の触媒
により浄化させている。
2. Description of the Related Art Immediately after starting an internal combustion engine, the exhaust gas from the engine contains a relatively large amount of HC, and the temperature of a catalyst for purifying exhaust gas does not reach an activation temperature, so that it is difficult to purify HC. Therefore, for example, JP-A-55-10171
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 5 and the like, a sub passage is provided in parallel with the main passage of the exhaust passage upstream of the catalyst for purifying exhaust gas, and the adsorbent for HC is interposed in the sub passage. A valve device for controlling the flow of exhaust gas to the passage and the sub-passage is provided, and by controlling this valve device, all of the exhaust gas is circulated to the adsorbent when the engine is cold, and HC in the exhaust gas is used as the adsorbent. Adsorbed. Then, at a time after the completion of warming up, HC is desorbed from the adsorbent, and the desorbed HC is purified by the downstream catalyst.

【0003】また、HCの脱離処理時には、触媒浄化性
能向上のため、つまり触媒内雰囲気のリッチ化及び温度
低下によるHC転化率悪化を防止するため、触媒上流に
設けた2次空気導入口より大量の2次空気を導入して触
媒での燃焼を活発化させることが有効であることも知ら
れている。
In addition, at the time of desorption treatment of HC, in order to improve the catalyst purification performance, that is, to prevent the deterioration of the HC conversion rate due to the enrichment of the atmosphere in the catalyst and the temperature decrease, a secondary air inlet provided upstream of the catalyst is used. It is also known that it is effective to introduce a large amount of secondary air to activate combustion in the catalyst.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の排気浄化装置にあっては、HCの脱離処理時
に触媒上流に2次空気を導入することによって、燃焼が
活発化してHCの転化率は向上するものの、触媒内雰囲
気がリーンとなり、NOxの浄化が充分に行われなくな
って、NOx排出量が増大するという問題点があった。
However, in such a conventional exhaust gas purification apparatus, by introducing secondary air upstream of the catalyst during the HC desorption process, combustion is activated and HC conversion occurs. Although the rate is improved, there is a problem that the atmosphere in the catalyst becomes lean, NOx is not sufficiently purified, and the NOx emission amount increases.

【0005】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、脱離処理時でかつ2次空気導入時
においてNOx排出量の増加無しに良好なHCの脱離処
理を可能にすることを目的とする。
The present invention has been made by paying attention to such a conventional problem, and a good HC desorption process can be performed during the desorption process and when the secondary air is introduced without increasing the NOx emission amount. The purpose is to enable.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】このため、本発明は、図
1に示すように、排気浄化用の触媒の上流にて、排気通
路の主通路に対し並列に副通路を設けて、この副通路に
炭化水素の吸着材を介装する一方、主通路及び副通路へ
の排気の流れを制御する弁装置と、この弁装置を制御す
ることにより、機関の冷間時に排気の全てを吸着材に流
通させて排気中の炭化水素を吸着させ、暖機完了後の一
時期に排気の少なくとも一部を吸着材に流通させて炭化
水素を脱離させる制御装置とを備える内燃機関の排気浄
化装置において、前記制御装置による前記吸着材からの
炭化水素の脱離時に、前記触媒に2次空気を導入する脱
離時2次空気導入手段を設けると共に、この脱離時に、
機関吸入混合気の空燃比をリッチ側へ制御する脱離時空
燃比リッチ化手段を設ける構成とするものである。
Therefore, according to the present invention, as shown in FIG. 1, an auxiliary passage is provided in parallel with the main passage of the exhaust passage upstream of the catalyst for purifying the exhaust gas. A valve device that controls the flow of exhaust gas to the main passage and the sub-passage while interposing a hydrocarbon adsorbent in the passage, and by controlling this valve device, all of the exhaust gas is adsorbed when the engine is cold. In an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, comprising: a control device for adsorbing hydrocarbons in exhaust gas by flowing into the adsorbent and desorbing hydrocarbons by flowing at least a part of exhaust gas to an adsorbent at a time after completion of warm-up. When desorbing hydrocarbons from the adsorbent by the control device, desorption secondary air introducing means for introducing secondary air to the catalyst is provided, and at the time of desorption,
The desorption air-fuel ratio enrichment means for controlling the air-fuel ratio of the engine intake air-fuel mixture to the rich side is provided.

【0007】又は、本発明は、前記脱離時空燃比リッチ
化手段に代えて、脱離時に、排気通路から吸気通路へ還
流させる排気還流(以下「EGR」という)量を増量側
へ制御する脱離時EGR増量手段を設ける構成とするも
のである(図1の点線部参照)。
Alternatively, in the present invention, instead of the air-fuel ratio enrichment means for desorption, at the time of desorption, a desorption control for controlling the amount of exhaust gas recirculation (hereinafter referred to as "EGR") recirculated from the exhaust passage to the intake passage to the increasing side. A configuration is provided in which the EGR amount increasing means at the time of separation is provided (see the dotted line portion in FIG. 1).

【0008】[0008]

【作用】上記の構成においては、暖機完了後に排気の少
なくとも一部を吸着材に流通させて、吸着材からHCを
脱離させ、この脱離したHCを下流側の触媒により浄化
させる際、触媒に2次空気を導入する一方、機関吸入混
合気の空燃比をリッチ側へ制御する。
In the above structure, after warming up, at least a part of the exhaust gas is circulated to the adsorbent to desorb the HC from the adsorbent, and the desorbed HC is purified by the downstream catalyst. While introducing the secondary air into the catalyst, the air-fuel ratio of the engine intake air-fuel mixture is controlled to the rich side.

【0009】すなわち、脱離処理の際に、触媒に対し、
触媒での活発な燃焼を得るだけの充分な量の2次空気を
導入して、触媒のHC浄化性能を高める一方、機関吸入
混合気の空燃比をリッチ側へ制御することで、2次空気
を導入したことでリーン雰囲気になり、NOx浄化性能
が低下している触媒入口空燃比を理論空燃比に近づけ
て、触媒での3成分(HC,CO,NOx)の浄化性能
を良好に保つ。つまり、2次空気を供給して、酸素の絶
対量を増加しつつ、触媒入口空燃比を理論空燃比に近づ
けることができ、触媒での活発な燃焼を保って触媒の温
度低下を防止しつつ、NOx排出量を低減することがで
きる。同時に燃焼室内の雰囲気がリッチになることで、
機関からのNOxの発生量も減少する。
That is, during the desorption treatment,
Secondary air is introduced by controlling the air-fuel ratio of the engine intake air-fuel mixture to the rich side while introducing a sufficient amount of secondary air to obtain active combustion in the catalyst to improve the HC purification performance of the catalyst. By introducing the above, the atmosphere becomes lean and the NOx purification performance is lowered, and the catalyst inlet air-fuel ratio is brought close to the stoichiometric air-fuel ratio, and the purification performance of the three components (HC, CO, NOx) in the catalyst is kept good. That is, while supplying the secondary air to increase the absolute amount of oxygen, the catalyst inlet air-fuel ratio can be brought close to the stoichiometric air-fuel ratio, and active combustion in the catalyst can be maintained to prevent the temperature drop of the catalyst. , NOx emissions can be reduced. At the same time, the atmosphere in the combustion chamber becomes rich,
The amount of NOx generated from the engine is also reduced.

【0010】また、機関吸入混合気の空燃比をリッチ側
へ制御する代わりに、EGR率を多くすることで、機関
から発生するNOxを減少させるようにしてもよい。
Further, instead of controlling the air-fuel ratio of the engine intake air-fuel mixture to the rich side, the EGR rate may be increased to reduce the NOx generated from the engine.

【0011】[0011]

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図2は一
実施例のシステム構成を示している。機関1の排気通路
2には、排気浄化用にプリ触媒3とメイン触媒4とが設
けられている。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. FIG. 2 shows the system configuration of one embodiment. The exhaust passage 2 of the engine 1 is provided with a pre-catalyst 3 and a main catalyst 4 for exhaust gas purification.

【0012】プリ触媒3とメイン触媒4との間におい
て、排気通路2は主通路5と副通路6とに分岐してい
て、副通路6に活性炭あるいはゼオライトを主成分とす
るHCの吸着材7が介装されている。そして、主通路5
及び副通路6への排気の流れを制御するための弁装置と
して、主通路5及び副通路6の下流側合流部に電磁式の
流路切換弁8が設けられている。尚、流路切換弁は主通
路5及び副通路6の上流側分岐部に設けてもよい。
Between the pre-catalyst 3 and the main catalyst 4, the exhaust passage 2 is branched into a main passage 5 and a sub passage 6, and the sub passage 6 has an adsorbent 7 for HC containing activated carbon or zeolite as a main component. Is installed. And the main passage 5
As a valve device for controlling the flow of exhaust gas to the sub-passage 6 and the sub-passage 6, an electromagnetic flow passage switching valve 8 is provided at the downstream merging portion of the main passage 5 and the sub-passage 6. The flow path switching valve may be provided at the upstream branch portion of the main passage 5 and the sub passage 6.

【0013】また、メイン触媒4の上流(入口)にはエ
アポンプ9からの2次空気導入口10が設けられている。
ここにおいて、流路切換弁8及びエアポンプ9は、HC
吸着・脱離の制御装置としてのコントロールユニット11
により制御される。コントロールユニット11は、マイク
ロコンピュータを内蔵するもので、これには、吸着材7
の入口側の排気温度Taを検出する吸着材入口排温セン
サ12、メイン触媒4の出口側の排気温度Teを検出する
メイン触媒出口排温センサ13等からの信号が入力されて
おり、後述するフローチャートに従って演算処理を行
う。
A secondary air inlet 10 from an air pump 9 is provided upstream (inlet) of the main catalyst 4.
Here, the flow path switching valve 8 and the air pump 9 are
Control unit 11 as adsorption / desorption control device
Controlled by. The control unit 11 has a built-in microcomputer and includes an adsorbent 7
Signals are input from an adsorbent inlet exhaust temperature sensor 12 that detects the exhaust temperature Ta on the inlet side of the main catalyst, a main catalyst outlet exhaust temperature sensor 13 that detects the exhaust temperature Te on the outlet side of the main catalyst 4, etc., and will be described later. Arithmetic processing is performed according to the flowchart.

【0014】一方、機関1の吸気通路14のマニホールド
部分に気筒ごとに電磁式の燃料噴射弁15が設けられてい
て、各燃料噴射弁15は、エンジン制御用のコントロール
ユニット16により制御される。コントロールユニット16
は、マイクロコンピュータを内蔵するもので、これに
は、機関吸入空気流量Qや機関回転数N等の情報が入力
される他、機関1からの排気中のO2 濃度を介して機関
吸入混合気の空燃比のリッチ・リーンを検出できるO2
センサ17からの信号が入力されており、次のように演算
処理を行う。すなわち、機関吸入空気流量Qと機関回転
数Nとから基本燃料噴射量Tp=K×Q/N(Kは定
数)を演算し、これをO2 センサ17からの信号に基づい
て比例積分制御(PI制御)により設定される空燃比フ
ィードバック補正係数αにより補正して、燃料噴射量T
i=Tp×αを演算し、このTiに相当するパルス幅の
駆動パルス信号を機関回転に同期した所定のタイミング
で燃料噴射弁15に出力して燃料噴射を行わせる。
On the other hand, an electromagnetic fuel injection valve 15 is provided for each cylinder in the manifold portion of the intake passage 14 of the engine 1, and each fuel injection valve 15 is controlled by a control unit 16 for controlling the engine. Control unit 16
Includes a microcomputer, to which information such as the engine intake air flow rate Q and the engine speed N is input, and the engine intake air-fuel mixture is supplied via the O 2 concentration in the exhaust gas from the engine 1. O 2 which can detect rich / lean air-fuel ratio
The signal from the sensor 17 is input, and arithmetic processing is performed as follows. That is, the basic fuel injection amount Tp = K × Q / N (K is a constant) is calculated from the engine intake air flow rate Q and the engine speed N, and proportional integral control (K is a constant) based on a signal from the O 2 sensor 17 ( The fuel injection amount T is corrected by the air-fuel ratio feedback correction coefficient α set by the PI control).
i = Tp × α is calculated, and a drive pulse signal having a pulse width corresponding to Ti is output to the fuel injection valve 15 at a predetermined timing synchronized with the engine rotation to perform fuel injection.

【0015】そして、HC吸着・脱離制御用のコントロ
ールユニット11とエンジン制御用のコントロールユニッ
ト16とは通信線18により接続されている。図3はコント
ロールユニット11により実行されるHC吸着・脱離制御
のフローチャートである。ステップ1(図にはS1と記
してある。以下同様)では、スタートスイッチのON・
OFFを判定し、スタートスイッチがONになったとき
にステップ2以降へ進む。
The control unit 11 for controlling HC adsorption / desorption and the control unit 16 for controlling the engine are connected by a communication line 18. FIG. 3 is a flowchart of the HC adsorption / desorption control executed by the control unit 11. In step 1 (indicated as S1 in the figure. The same applies hereinafter), the start switch is turned on.
If it is determined to be OFF and the start switch is turned ON, the process proceeds to step 2 and subsequent steps.

【0016】ステップ2では、流路切換弁8を主通路5
を閉止し副通路6を開通させるように切換える。これに
より、機関1からの排気の全てを副通路6へ迂回させて
吸着材7に流通させる。従って、始動時及び始動直後の
冷間時であって、メイン触媒4がまだ活性化していない
間は、排気中のHCが吸着材7に吸着され、大気への放
出が防止される。
In step 2, the flow path switching valve 8 is connected to the main passage 5
Is closed and the sub passage 6 is opened. As a result, all the exhaust gas from the engine 1 is diverted to the sub-passage 6 and circulated to the adsorbent 7. Therefore, at the time of starting and immediately after starting, and while the main catalyst 4 is not activated, HC in the exhaust gas is adsorbed by the adsorbent 7 and is prevented from being released to the atmosphere.

【0017】ステップ3では、吸着材入口排温センサ12
により検出される吸着材入口排温Taが所定値(吸着材
のHC脱離温度)T1 以上になったか否かを判定し、こ
れに達するまではステップ2での切換状態を保持し、達
したところでステップ4へ進む。ステップ4では、流路
切換弁8を主通路5を開通させ副通路6を閉止するよう
に切換える。
In step 3, the adsorbent inlet exhaust temperature sensor 12
Adsorbent inlet exhaust temperature Ta is detected a predetermined value to determine whether it is above T 1 (HC desorption temperature of the adsorbent), holds the switching state of the Step 2 until reaching Thus, reaches If so, go to step 4. In step 4, the flow passage switching valve 8 is switched to open the main passage 5 and close the sub passage 6.

【0018】すなわち、暖機がある程度進んで、吸着材
入口排温Taが所定値T1 以上になった場合は、吸着材
7の吸着能力がなくなると共に、メイン触媒4もかなり
活性化されているので、HCの吸着を終了させ、かつ脱
離を防止するため、主通路5を開通させ副通路6を閉止
する。これにより、機関1からの排気を副通路6へ迂回
させることなく、全て主通路5を通じてメイン触媒4へ
と送る。
That is, when the adsorbent inlet exhaust temperature Ta becomes equal to or higher than the predetermined value T 1 after warming up to some extent, the adsorbent 7 loses its adsorbing ability and the main catalyst 4 is considerably activated. Therefore, in order to terminate the adsorption of HC and prevent desorption, the main passage 5 is opened and the sub passage 6 is closed. As a result, all the exhaust gas from the engine 1 is sent to the main catalyst 4 through the main passage 5 without being diverted to the sub passage 6.

【0019】ステップ5では、メイン触媒出口排温セン
サ13により検出されるメイン触媒出口排温Teが所定値
(触媒の活性温度)T2 以上になったか否かを判定し、
これに達するまではステップ4での切換状態を保持し、
達したところでステップ6へ進む。ステップ6では、流
路切換弁8を主通路5を閉止し副通路6を開通させるよ
うに切換える。
In step 5, it is judged whether or not the main catalyst outlet exhaust temperature Te detected by the main catalyst outlet exhaust temperature sensor 13 has become a predetermined value (catalyst activation temperature) T 2 or more,
Until this is reached, hold the switching state in step 4,
When reached, proceed to step 6. In step 6, the flow passage switching valve 8 is switched so that the main passage 5 is closed and the sub passage 6 is opened.

【0020】すなわち、暖機が完了して、メイン触媒出
口排温Teが所定値T2 以上になった場合は、HCの脱
離処理のため、主通路5を閉止し副通路6を開通させ
る。これにより、機関1からの排気を副通路6へ迂回さ
せて吸着材7に流通させ、この後メイン触媒4を経て排
出する。従って、吸着材7に吸着されていたHCが脱離
され、この脱離されたHCがメイン触媒4に導入されて
浄化される。
That is, when the warm-up is completed and the main catalyst outlet exhaust temperature Te exceeds the predetermined value T 2 , the main passage 5 is closed and the sub-passage 6 is opened for the desorption process of HC. . As a result, the exhaust gas from the engine 1 is diverted to the sub-passage 6 and circulated through the adsorbent 7, and then discharged through the main catalyst 4. Therefore, the HC adsorbed on the adsorbent 7 is desorbed, and the desorbed HC is introduced into the main catalyst 4 and purified.

【0021】この脱離処理の際、ステップ6の実行と同
時に、ステップ7及びステップ8を実行する。ステップ
7では、エアポンプ9を作動させることにより2次空気
導入口10からメイン触媒4上流に2次空気を導入する。
この部分が脱離時2次空気導入手段に相当する。
At the time of this desorption process, simultaneously with the execution of step 6, steps 7 and 8 are executed. In step 7, the air pump 9 is operated to introduce secondary air from the secondary air inlet 10 to the upstream side of the main catalyst 4.
This portion corresponds to the secondary air introduction means during desorption.

【0022】ステップ8では、通信線18を介してエンジ
ン制御用のコントロールユニット16に信号を送り、燃料
噴射量制御定数の1つであるPI定数を変更することに
より、燃料噴射弁15からの燃料噴射量を増量させる。こ
の部分が脱離時空燃比リッチ化手段に相当する。すなわ
ち、脱離処理の際に、メイン触媒4上流より、メイン触
媒4での活発な燃焼を得るだけの充分な量の2次空気を
導入し、メイン触媒4でのHC浄化性能を高めると共
に、燃料噴射量制御定数の1つであるPI定数を変更し
てリッチシフトをかける。尚、PI定数は、O2 センサ
17からの信号に基づくリッチ・リーンの判定に従って、
空燃比フィードバック補正係数αを増減する場合の増減
値であり、リーン判定時に空燃比フィードバック補正係
数αを増大させる場合に用いるPI定数をリッチ判定時
に空燃比フィードバック補正係数αを減少させる場合に
用いるPI定数より大きくすることによって、リッチシ
フトが可能である。
In step 8, a signal is sent to the control unit 16 for controlling the engine via the communication line 18 to change the PI constant, which is one of the fuel injection amount control constants. Increase the injection amount. This portion corresponds to the air-fuel ratio enrichment means during desorption. That is, during the desorption process, a sufficient amount of secondary air for obtaining active combustion in the main catalyst 4 is introduced from the upstream side of the main catalyst 4 to enhance the HC purification performance in the main catalyst 4, and A rich shift is applied by changing the PI constant, which is one of the fuel injection amount control constants. The PI constant is the O 2 sensor.
According to the judgment of rich lean based on the signal from 17,
It is an increase / decrease value when the air-fuel ratio feedback correction coefficient α is increased / decreased, and a PI constant used when increasing the air-fuel ratio feedback correction coefficient α during lean determination is used as a PI constant used when decreasing the air-fuel ratio feedback correction coefficient α during rich determination. Rich shift is possible by making it larger than a constant.

【0023】ここで、図5(a) は脱離処理時に2次空気
を導入した場合(空燃比をリッチ化しない場合)のメイ
ン触媒入口空燃比及びメイン触媒出口NOxの変化の様
子を示し、図5(b) は脱離処理時に2次空気を導入する
と共に空燃比をリッチ化した場合のメイン触媒入口空燃
比及びメイン触媒出口NOxの変化の様子を示してい
る。
Here, FIG. 5 (a) shows how the main catalyst inlet air-fuel ratio and the main catalyst outlet NOx change when secondary air is introduced (when the air-fuel ratio is not made rich) during the desorption process, FIG. 5B shows how the main catalyst inlet air-fuel ratio and the main catalyst outlet NOx change when the secondary air is introduced and the air-fuel ratio is made rich during the desorption process.

【0024】このように吸着材の脱離処理時でかつ2次
空気導入時において、PI定数を変更して、リッチシフ
トすることで、脱離処理時に2次空気を導入したことで
リーン雰囲気になり、NOx浄化性能が低下しているメ
イン触媒入口空燃比を理論空燃比に近づけて、触媒での
3成分(HC,CO,NOx)の浄化性能を良好に保
ち、同時に燃焼室内の雰囲気がリッチになることで、機
関からのNOxの発生量も減り、これらの結果、NOx
の排出量の増加無しに吸着材の脱離処理を実施すること
が可能になる。
As described above, during the desorption process of the adsorbent and at the time of introducing the secondary air, the PI constant is changed and the rich shift is performed, so that the secondary air is introduced during the desorption process to create a lean atmosphere. As a result, the air-fuel ratio at the inlet of the main catalyst, which has reduced NOx purification performance, is brought close to the stoichiometric air-fuel ratio to maintain good purification performance for the three components (HC, CO, NOx) in the catalyst, and at the same time, the atmosphere in the combustion chamber is rich. As a result, the amount of NOx generated from the engine also decreases, and as a result of these, NOx
It is possible to perform the desorption process of the adsorbent without increasing the discharge amount of the adsorbent.

【0025】尚、脱離処理時において、リッチシフトを
かける方法としては、PI定数の変更の他にも、ベース
空燃比の変更、O2 センサのスライスレベルの変更など
の方法もある。ステップ9では、脱離処理が終了したか
否かを、時間経過や、吸着材温度の低下などから判定
し、終了した段階でステップ10へ進む。
As a method of applying the rich shift during the desorption process, there are methods such as changing the base air-fuel ratio and changing the slice level of the O 2 sensor, in addition to changing the PI constant. In step 9, it is determined whether or not the desorption process has been completed based on the elapse of time, the temperature of the adsorbent, and the like.

【0026】ステップ10では、流路切換弁8を主通路5
を開通させ副通路6を閉止するように切換えると共に、
エアポンプ9による2次空気導入を停止し、また通信線
18を介してPI定数を元の値に戻して、このルーチンを
終了する。図4にはHC吸着・脱離制御のフローチャー
トの別の態様を示す。ここで、脱離処理時に実行するス
テップ6’〜8’の部分が図3と異なり、この部分を説
明する。
In step 10, the flow path switching valve 8 is connected to the main passage 5
Is opened and the sub passage 6 is closed, and
The secondary air introduction by the air pump 9 is stopped, and the communication line
The PI constant is returned to the original value via 18, and this routine ends. FIG. 4 shows another mode of the flowchart of the HC adsorption / desorption control. Here, the steps 6 ′ to 8 ′ executed during the desorption process are different from those in FIG. 3, and this part will be described.

【0027】メイン触媒4の活性が判断された場合に、
先ず、ステップ6’で、通信線18を介してエンジン制御
用のコントロールユニット16に信号を送り、燃料噴射量
制御定数の1つであるPI定数を変更することにより、
燃料噴射弁15からの燃料噴射量を増量させて、空燃比を
リッチ化する。そして、適当な時間待ちを行う。その後
に、ステップ7’で、流路切換弁8を主通路5を閉止し
副通路6を開通させるように切換えて、排気を吸着材7
に導き、これと同時に、ステップ8’で、エアポンプ9
を作動させることにより2次空気導入口10からメイン触
媒4上流に2次空気を導入する。
When the activity of the main catalyst 4 is judged,
First, in step 6 ′, a signal is sent to the control unit 16 for controlling the engine via the communication line 18 to change the PI constant, which is one of the fuel injection amount control constants,
The fuel injection amount from the fuel injection valve 15 is increased to enrich the air-fuel ratio. Then wait for an appropriate time. After that, in step 7 ′, the flow path switching valve 8 is switched so as to close the main passage 5 and open the sub passage 6, so that the exhaust gas is adsorbed by the adsorbent 7
And at the same time, in step 8 ', the air pump 9
Is operated to introduce the secondary air from the secondary air inlet 10 to the upstream of the main catalyst 4.

【0028】つまり、脱離処理に先立って空燃比のリッ
チ化を図り、NOxの排出量を最小限にしたものであ
る。すなわち、図5(b) に示すようにリッチ化の効果に
は遅れを生じ、その間NOxの排出量が増大することか
ら、脱離処理に先立って空燃比のリッチ化を図り、図5
(c) に示すように、NOxの排出量を最小限にしたもの
である。
That is, prior to the desorption process, the air-fuel ratio is made rich to minimize the NOx emission amount. That is, as shown in FIG. 5 (b), the effect of enrichment is delayed, and the NOx emission amount increases during that time, so that the air-fuel ratio is enriched prior to the desorption process.
As shown in (c), the amount of NOx emissions is minimized.

【0029】次に他の実施例について説明する。図6は
他の実施例のシステム構成を示しており、図2と異なる
部分についてのみ説明する。機関の排気通路2(プリ触
媒3上流)から排気の一部を導き吸気通路14に還流させ
るEGR通路21が設けられ、このEGR通路21にはEG
R制御弁22が介装されている。EGR制御弁22は、エン
ジン制御用のコントロールユニット23により制御され
る。
Next, another embodiment will be described. FIG. 6 shows a system configuration of another embodiment, and only parts different from those in FIG. 2 will be described. An EGR passage 21 that guides a part of the exhaust gas from the exhaust passage 2 (upstream of the pre-catalyst 3) of the engine and recirculates it to the intake passage 14 is provided.
An R control valve 22 is interposed. The EGR control valve 22 is controlled by a control unit 23 for controlling the engine.

【0030】コントロールユニット23は、マイクロコン
ピュータを内蔵するもので、これには、各種情報が入力
されており、所定の演算処理を行って、EGR制御弁22
の作動を制御し、EGR量を制御する。そして、HC吸
着・脱離制御用のコントロールユニット11とエンジン制
御用のコントロールユニット23とは通信線24により接続
されている。
The control unit 23 has a built-in microcomputer, into which various kinds of information are input, and the EGR control valve 22 is subjected to predetermined arithmetic processing.
To control the EGR amount and the EGR amount. The control unit 11 for controlling HC adsorption / desorption and the control unit 23 for controlling the engine are connected by a communication line 24.

【0031】図7はコントロールユニット11により実行
されるHC吸着・脱離制御のフローチャートであり、図
3と異なる部分についてのみ説明する。ステップ8で
は、燃料噴射量を増量する代わりに、通信線24を介して
エンジン制御用のコントロールユニット23に信号を送
り、EGR制御弁22の開度を増大させて、EGR量を増
量する。この部分が脱離時EGR増量手段に相当する。
尚、ステップ10では、燃料噴射量の増量を停止する代わ
りに、EGR量の増量を停止させる。
FIG. 7 is a flow chart of the HC adsorption / desorption control executed by the control unit 11, and only parts different from FIG. 3 will be described. In step 8, instead of increasing the fuel injection amount, a signal is sent to the control unit 23 for engine control via the communication line 24, the opening degree of the EGR control valve 22 is increased, and the EGR amount is increased. This portion corresponds to the EGR amount increasing means during desorption.
In step 10, instead of stopping the increase of the fuel injection amount, the increase of the EGR amount is stopped.

【0032】すなわち、この実施例では、脱離処理時で
かつ2次空気導入時において、EGR率を多くすること
で、機関から排出されるNOxを減少させるのである。
これは次のように説明できる。通常運転時の機関1から
のNOx排出濃度を 100として、プリ触媒3によってx
%が浄化されるとすると、プリ触媒3出口のNOx排出
濃度は、下記(1)となる。
That is, in this embodiment, the NOx discharged from the engine is reduced by increasing the EGR rate during the desorption process and during the introduction of the secondary air.
This can be explained as follows. Assuming that the NOx emission concentration from the engine 1 during normal operation is 100, x by the pre-catalyst 3
Assuming that 100% is purified, the NOx emission concentration at the outlet of the pre-catalyst 3 becomes the following (1).

【0033】100 ×(1−x/100 ) …(1) 更に、メイン触媒4によってy%が浄化されるとする
と、メイン触媒4出口のNOx排出濃度は、下記(2)
となる。 100 ×(1−x/100 )×(1−y/100 ) …(2) しかし、脱離処理時にメイン触媒4上流に2次空気を導
入することで、メイン触媒4のNOx浄化率がz%に落
ちるので、このときのNOx排出濃度は、下記(3)と
なる。
100 × (1-x / 100) (1) Further, assuming that y% is purified by the main catalyst 4, the NOx emission concentration at the outlet of the main catalyst 4 is the following (2).
Becomes 100 × (1-x / 100) × (1-y / 100) (2) However, by introducing the secondary air upstream of the main catalyst 4 during the desorption process, the NOx purification rate of the main catalyst 4 is z. %, The NOx emission concentration at this time is (3) below.

【0034】 100 ×(1−x/100 )×(1−z/100 ) …(3) ここで、z<yのため、(3)>(2)となって、NO
x排出濃度が増加する。そこで、脱離処理時において、
EGR率を増やしてやり、機関からのNOx排出濃度を
100より下げて、下記(4)のごとく、 100−Aとする
ことで、メイン触媒4のNOx浄化率の悪化分を補っ
て、NOx排出量の増加を防止するのである。 (100 −A)×(1−x/100 )×(1−z/100 ) …(4) また、図8のフローチャートに示すように、メイン触媒
4の活性が判断された場合に、先ず、ステップ6’で、
EGR制御弁22の開度を増大させて、EGR量を増量
し、適当な時間待ちの後に、ステップ7’で、流路切換
弁8を主通路5を閉止し副通路6を開通させるように切
換えて、排気を吸着材7に導き、これと同時に、ステッ
プ8’で、エアポンプ9を作動させることにより2次空
気導入口10からメイン触媒4上流に2次空気を導入する
ようにしてもよい。
100 × (1−x / 100) × (1−z / 100) (3) Here, since z <y, (3)> (2), and thus NO.
x emission concentration increases. Therefore, during the desorption process,
Increase the EGR rate to increase the NOx emission concentration from the engine.
By lowering the value from 100 to 100-A as shown in (4) below, the deterioration of the NOx purification rate of the main catalyst 4 is compensated for, and an increase in the NOx emission amount is prevented. (100 −A) × (1−x / 100) × (1−z / 100) (4) As shown in the flowchart of FIG. 8, when the activity of the main catalyst 4 is determined, first, In step 6 ',
The opening degree of the EGR control valve 22 is increased to increase the EGR amount, and after waiting an appropriate time, the flow passage switching valve 8 is closed in the main passage 5 and the sub passage 6 is opened in step 7 ′. The exhaust gas may be switched to guide the adsorbent 7, and at the same time, in step 8 ′, the air pump 9 may be operated to introduce the secondary air from the secondary air inlet 10 to the upstream of the main catalyst 4. .

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、N
Oxの排出量の増加無しに吸着材からのHCの脱離処理
を良好に実施することが可能になるという効果が得られ
る。
As described above, according to the present invention, N
The effect that it becomes possible to favorably carry out the desorption treatment of HC from the adsorbent without increasing the amount of Ox discharged is obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の構成を示す機能ブロック図FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the present invention.

【図2】 本発明の一実施例を示すシステム構成図FIG. 2 is a system configuration diagram showing an embodiment of the present invention.

【図3】 HC吸着・脱離制御のフローチャートFIG. 3 Flow chart of HC adsorption / desorption control

【図4】 HC吸着・脱離制御の別の態様を示すフロー
チャート
FIG. 4 is a flowchart showing another aspect of HC adsorption / desorption control.

【図5】 2次空気導入及び空燃比リッチ化による効果
を示す図
FIG. 5 is a diagram showing the effect of introducing secondary air and enriching the air-fuel ratio.

【図6】 他の実施例を示すシステム構成図FIG. 6 is a system configuration diagram showing another embodiment.

【図7】 他の実施例におけるHC吸着・脱離制御のフ
ローチャート
FIG. 7 is a flow chart of HC adsorption / desorption control in another embodiment.

【図8】 他の実施例におけるHC吸着・脱離制御の別
の態様を示すフローチャート
FIG. 8 is a flowchart showing another aspect of HC adsorption / desorption control in another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 機関 2 排気通路 3 プリ触媒 4 メイン触媒 5 主通路 6 副通路 7 吸着材 8 流路切換弁 9 エアポンプ 10 2次空気導入口 11 コントロールユニット 12 吸着材入口排温センサ 13 メイン触媒出口排温センサ 14 吸気通路 15 燃料噴射弁 16 エンジン制御用のコントロールユニット 17 O2 センサ 18 通信線 21 EGR通路 22 EGR制御弁 23 エンジン制御用のコントロールユニット 24 通信線1 engine 2 exhaust passage 3 pre-catalyst 4 main catalyst 5 main passage 6 auxiliary passage 7 adsorbent 8 flow path switching valve 9 air pump 10 secondary air inlet 11 control unit 12 adsorbent inlet exhaust temperature sensor 13 main catalyst outlet exhaust temperature sensor 14 Intake passage 15 Fuel injection valve 16 Control unit for engine control 17 O 2 sensor 18 Communication line 21 EGR passage 22 EGR control valve 23 Control unit for engine control 24 Communication line

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01N 3/32 ZAB 301 C F02D 41/06 330 B 8011−3G 43/00 301 H 7536−3G N 7536−3G T 7536−3G F02M 25/07 550 R Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI Technical display location F01N 3/32 ZAB 301 C F02D 41/06 330 B 8011-3G 43/00 301 H 7536-3G N 7536-3G T 7536-3G F02M 25/07 550 R

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】排気浄化用の触媒の上流にて、排気通路の
主通路に対し並列に副通路を設けて、この副通路に炭化
水素の吸着材を介装する一方、主通路及び副通路への排
気の流れを制御する弁装置と、この弁装置を制御するこ
とにより、機関の冷間時に排気の全てを吸着材に流通さ
せて排気中の炭化水素を吸着させ、暖機完了後の一時期
に排気の少なくとも一部を吸着材に流通させて炭化水素
を脱離させる制御装置とを備える内燃機関の排気浄化装
置において、 前記制御装置による前記吸着材からの炭化水素の脱離時
に、前記触媒に2次空気を導入する脱離時2次空気導入
手段を設けると共に、この脱離時に、機関吸入混合気の
空燃比をリッチ側へ制御する脱離時空燃比リッチ化手段
を設けたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
1. A sub-passage is provided in parallel with a main passage of an exhaust passage upstream of a catalyst for purifying exhaust gas, and a hydrocarbon adsorbent is interposed in the sub-passage, while the main passage and the sub-passage are provided. To control the flow of exhaust gas to the exhaust gas, and by controlling this valve device, all of the exhaust gas is circulated to the adsorbent to adsorb hydrocarbons in the exhaust gas when the engine is cold, and after warm-up is complete. In an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising: a control device that causes at least a part of exhaust gas to flow through an adsorbent at one time to desorb hydrocarbons, when desorbing hydrocarbons from the adsorbent by the control device, The desorption secondary air introduction means for introducing the secondary air to the catalyst is provided, and the desorption air-fuel ratio enrichment means for controlling the air-fuel ratio of the engine intake air-fuel mixture to the rich side at the desorption is provided. An exhaust purification device for an internal combustion engine.
【請求項2】排気浄化用の触媒の上流にて、排気通路の
主通路に対し並列に副通路を設けて、この副通路に炭化
水素の吸着材を介装する一方、主通路及び副通路への排
気の流れを制御する弁装置と、この弁装置を制御するこ
とにより、機関の冷間時に排気の全てを吸着材に流通さ
せて排気中の炭化水素を吸着させ、暖機完了後の一時期
に排気の少なくとも一部を吸着材に流通させて炭化水素
を脱離させる制御装置とを備える内燃機関の排気浄化装
置において、 前記制御装置による前記吸着材からの炭化水素の脱離時
に、前記触媒に2次空気を導入する脱離時2次空気導入
手段を設けると共に、この脱離時に、排気通路から吸気
通路へ還流させる排気還流量を増量側へ制御する脱離時
排気還流量増量手段を設けたことを特徴とする内燃機関
の排気浄化装置。
2. A sub-passage is provided in parallel with the main passage of the exhaust passage upstream of the exhaust purification catalyst, and a hydrocarbon adsorbent is interposed in the sub-passage, while the main passage and the sub-passage are provided. To control the flow of exhaust gas to the exhaust gas, and by controlling this valve device, all of the exhaust gas is circulated to the adsorbent to adsorb hydrocarbons in the exhaust gas when the engine is cold, and after warm-up is complete. In an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising: a control device that causes at least a part of exhaust gas to flow through an adsorbent at one time to desorb hydrocarbons, when desorbing hydrocarbons from the adsorbent by the control device, A secondary air introduction means for desorption for introducing secondary air into the catalyst is provided, and an exhaust recirculation quantity increasing means for desorption at the time of desorption for controlling the exhaust gas recirculation quantity to be recirculated from the exhaust passage to the intake passage at the time of desorption. Of internal combustion engine characterized by the provision of Qi purification device.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002256934A (en) * 2001-02-27 2002-09-11 Mazda Motor Corp Engine exhaust purification device

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